物联网网关现场总线三大类的智能连接者
在物联网(IoT)和工业物联网(IIoT)的讨论中,两个概念始终占据中心地位:连接与通信。没有物联网网关这样的中介设备来协调各种连接和通信协议,管理数百或数千个设备并使它们之间实现信息交换,以及与更高级别的系统以及云端进行数据传输,这将是一个难以完成的任务。
▲支持IoT的设备采用了多种不同的通信协议,这取决于设备的类型、用途和环境。物联网网关就像这些设备与云端之间的一座桥梁,它促进了它们之间的信息交流。简单来说,物联网网关是硬件形式的人工智能,使得这些支持IoT的设备能够有效地与云端相连,并且能够通过网络进行数据交换。
对于那些支持IoT应用程序使用的是以太网/IP、Modbus、Wi-Fi、蓝牙/LE或ZigBee等不同类型通信协议,而这些依旧需要通过一个统一平台来处理,如MES(制造执行系统)或SCADA(监督控制和数据采集),这就是物联网网关发挥作用的地方。在工业自动化领域,尤其是在处理复杂应用时,物理世界中的运营技术(OT)和信息技术(IT)系统之间存在着差距,而这种差距被物联网网关所“弥合”。
然而,不仅仅是简单地实现通信功能,现代物联网网关还能在将数据从各个传感器发送到更高层次系统之前对其进行加密、过滤、高级处理及操作。这不仅降低了整体传输效率,还减少了后续存储需求。而且,当某些基础设施处于远离中心位置或者无法保证稳定的网络连接时,这些功能尤为重要,因为它允许本地存储数据,从而确保历史记录的一致性。
当我们谈论边缘计算时,我们常常提及那些直接参与物理世界操作但又能接入到更大网络结构中的“边缘”装置,比如传感器或者执行器。同样,如果我们把拥有高度自主能力并可以独立完成部分复杂计算任务的网络节点称作“智能”则会更加贴切。当一些核心分析工作从云端迁移到实际场景,即所谓“边缘”,那么这个过程便被称为边缘计算。
利用这一优势——将一些处理功能从远程服务器移动至真正影响现场活动的小型机器上,可以显著提升关键信息流动速度,以确保准确性,同时也减轻了带宽负担。此外,在某些情况下,即使微秒延迟也是致命性的;因此,将分析工作推向前沿变得至关重要,以避免由于时间延误导致的问题发生。此外,一旦命令直接送达其他相关部件,它们即刻行动,无需额外等待,是非常实用的做法之一。
最后,由于安全性的考虑以及资源分配问题,有时候哪怕只是几条消息,也可能因为涉及大量通讯而成为成本沉重之举。在此情形下,让较为小型化但是强大的局域站点决定哪些要发送给远方,以及如何最有效地转发,就成为了必须解决的问题。而这样做不仅提高了效率,而且节省了一笔不小费用。